"A veces me creo a salvo de los gritos de mis genes,
mas cuando andan reclamando saber lo que les mantiene"
-Karel García-
Hoy me veo en la situación casi obligatoria de volver a tomar un fragmento de la última obra publicada de Richard Dawkins para alimentar esta sección que dimos a llamar Adarme Divulgación. Lo hago, porque en breves palabras y recurriendo a una simple y hasta irónica analogía nos describe claramente cómo es el proceso que los científicos utilizan para llegar a la conclusión de un hecho que deriva en la frase tan conocida por todos nosotros: "Los seres humanos y los chimpancés compartimos el 98% de lso genes"
Para que nos quede a todos bien en claro qué es lo que se quiere decir exactamente con este concepto.
Saludos
Juan Carlos
COMPARACIONES MOLECULARES
…Hay también métodos que utilizan los propios genes, comparándolos directamente entre especies, en lugar de comparar las proteínas que codifican. Uno de los métodos más antiguos y efectivos es la hibridación de ADN, que es lo que está normalmente detrás de las afirmaciones del tipo” Los humanos y los chimpancés comparten el 98% de los genes”. Hay algo de confusión, por cierto, sobre qué significan exactamente esos porcentajes.¿El 98% de qué es idéntico? El número exacto depende de cómo de grandes sean las unidades que estamos contando. Una analogía muy simple sirve para aclarar esto, y lo hace de una forma interesante porque las diferencias entre la analogía y la cosa real son tan reveladoras como las similitudes. Supongamos que tenemos dos versiones del mismo libro y queremos compararlas. Quizá es el libro de Daniel y queremos comparar la versión canónica con un pergamino antiguo que se acaba de descubrir en una cueva del mar Muerto. ¿Qué porcentajes de capítulos de los dos libros es idéntico? Probablemente cero, ya que se requiere sólo una discrepancia en cualquier lugar de todo un capítulo para que digamos que no son idénticos. ¿Qué porcentaje de sus frases son idénticas? El porcentaje será ahora mucho mayor. Aún mayor sería el porcentaje de palabras idénticas, porque las palabras tienen menos letras que las frases-menos oportunidades para romper identidad-. Pero el parecido de una palabra también se rompe si difiere en alguna de las letras. Por tanto, si alineamos dos textos y los comparamos letra a letra, el porcentaje de letras idénticas será aún mayor que el porcentaje de palabras idénticas. Así pues una estimación de aproximadamente “un 98% en común” no significa nada, a menos que especifiquemos el tamaño de la unidad que estamos comparando. ¿Estamos comparando capítulos, palabras, letras o qué? Y lo mismo se cumple cuando comparamos ADN de dos especies. S estamos comparando cromosomas enteros, el porcentaje compartido es cero, porque sólo se requiere una pequeña diferencia, en algún lugar de los cromosomas, para decir que los cromosomas son diferentes. 
El tan citado número del 98% de material genético compartido entre los humanos y los chimpancés no se refiere ni al número de cromosomas ni al número total de genes, sino al número de “letras” de ADN (técnicamente, pares de bases) que casan entre sí dentro de los genes respectivos de humanos y chimpancés. Pero hay un fallo en ello. Si hacemos la alineación de forma ingenua, una letra perdida(o una letra añadida), en contraposición a una letra equivocada, hará que no casen todas las letras siguientes porque estarán desplazadas un paso arriba (hasta que haya un error en la dirección opuesta para alinearlas de nuevo). Es claramente injusto dejar que la estimación de discrepancia crezca de esta forma. El ojo del estudioso, al analizar dos pergaminos de Daniel, se da cuenta de ello automáticamente, de una forma que es difícil de cuantificar ¿Cómo podemos hacer esto con el ADN? Aquí es donde dejamos nuestra analogía con los libros y pergaminos y vamos directamente al asunto real, porque, como suele ocurrir, la cosa real-al ADN- es más fácil de entender que la analogía.
Si calentamos poco a poco ADN, llega un punto – en torno a los 85º C- en que las uniones entre las dos cadenas de la doble hélice se rompen y las dos hélices se separan. Podemos pensar en los 85º C, o la temperatura que sea en cualquier caso, como un “punto de fusión”. Si lo dejamos enfriar de nuevo, cada hélice simple se une espontáneamente otra vez con otra hélice simple, o con un fragmento de hélice simple, donde quiera que se encuentre una con la que emparejarse, utilizando las reglas ordinarias de emparejamiento de las bases de la doble hélice. Podríamos pensar que esta última sería siempre la pareja de la que se acaba de separar y con la que, por supuesto, estaba perfectamente emparejada. De hecho, podría ser, pero normalmente no es así de fácil. Los fragmentos de ADN encontrarán otros fragmentos con los que se pueden emparejar, y lo normal es que no sean exactamente iguales que las parejas originales. De hecho, si añadimos fragmentos separados de ADN de otra especie, los fragmentos de las cadenas simples pueden unirse a fragmentos de ADN de la especie equivocada, de igual manera que se unirán a cadenas simples de la especie adecuada.
¿Por qué no iban a hacerlo? Esta es la sorprendente conclusión de la revolución de la biología molecular llevada a cabo por Watson y Crick: que el ADN es sólo ADN. No “importa” si es ADN humano, ADN de chimpancé o ADN de manzana. Los fragmentos se emparejarán alegremente con fragmentos complementarios sonde quieran que los encuentren. Sin embargo, la fuerza de la unión no es siempre igual. Los fragmentos de una hebra de ADN se unen con más fuerza a fragmentos correspondientes que a cadenas menos similares. Esto ocurre porque la mayoría de las “letras” del ADN (las “bases” de Watson y Crick) encuentran compañeros opuestos con los que no se pueden emparejar. La unión de estas cadenas está, en consecuencia, debilitada –como una cremallera a la que le falta un diente-.
¿Cómo podemos medir esta fuerza del enlace una vez que se han encontrado y unido fragmentos de especies diferentes? Mediante un método sorprendentemente sencillo. Medimos el “punto de fusión” de las uniones. Recuerde que dije que el punto de fusión del ADN de doble cadena es de 85º C. Esto es siempre cierto en el ADN de doble cadena adecuadamente emparejado, como cuando una cadena de ADN humano se “funde” separándose de su cadena complementaria de ADN humano. Pero cuando el enlace es más débil –como cuando una cadena humana se une a una cadena de chimpancé-, es suficiente una temperatura ligeramente inferior para romper el enlace. Y cuando el ADN humano se ha unido a ADN de un pariente más lejano, como un pez o un sapo, basta una temperatura aún menor para separarlos. La diferencia entre el “punto de fusión” cuando una cadena está unida a otra de su propia clase y el “punto de fusión” cuando está unida a una cadena de otra especie es nuestra medida de distancia genética entre dos especies.
Como regla general, cada decremento de 1º C en el “punto de fusión” es aproximadamente equivalente a una caída de 1% en el número de letras de ADN emparejadas (o un incremento de un 1% en el número de dientes que faltan en la cremallera)
Hay dificultades con el método en las que no he entrado, y problemas complicados que tienen soluciones ingeniosas. Por ejemplo, si mezclamos ADN humano con ADN de chimpancé, la mayor parte del ADN humano fragmentado se unirá con otros fragmentos humanos, y la mayoría del ADN del chimpancé se unirá al de su propia clase.
¿Cómo se separa el ADN híbrido, cuyo “punto de fusión” es lo que realmente queremos medir, del ADN de la “misma clase”? La respuesta se obtiene mediante
Un truco ingenioso que implica el etiquetado radiactivo. Pero los detalles nos desviarían mucho de nuestro camino. El asunto principal es que la hibridación del ADN es la técnica que lleva a los científicos a barajar cifras como el 98% de similitud genética entre humanos y chimpancés, y proporciona porcentajes predeciblemente inferiores a medida que nos movemos hacia pares de animales con un parentesco más alejado.
El tan citado número del 98% de material genético compartido entre los humanos y los chimpancés no se refiere ni al número de cromosomas ni al número total de genes, sino al número de “letras” de ADN (técnicamente, pares de bases) que casan entre sí dentro de los genes respectivos de humanos y chimpancés. Pero hay un fallo en ello. Si hacemos la alineación de forma ingenua, una letra perdida(o una letra añadida), en contraposición a una letra equivocada, hará que no casen todas las letras siguientes porque estarán desplazadas un paso arriba (hasta que haya un error en la dirección opuesta para alinearlas de nuevo). Es claramente injusto dejar que la estimación de discrepancia crezca de esta forma. El ojo del estudioso, al analizar dos pergaminos de Daniel, se da cuenta de ello automáticamente, de una forma que es difícil de cuantificar ¿Cómo podemos hacer esto con el ADN? Aquí es donde dejamos nuestra analogía con los libros y pergaminos y vamos directamente al asunto real, porque, como suele ocurrir, la cosa real-al ADN- es más fácil de entender que la analogía.
Si calentamos poco a poco ADN, llega un punto – en torno a los 85º C- en que las uniones entre las dos cadenas de la doble hélice se rompen y las dos hélices se separan. Podemos pensar en los 85º C, o la temperatura que sea en cualquier caso, como un “punto de fusión”. Si lo dejamos enfriar de nuevo, cada hélice simple se une espontáneamente otra vez con otra hélice simple, o con un fragmento de hélice simple, donde quiera que se encuentre una con la que emparejarse, utilizando las reglas ordinarias de emparejamiento de las bases de la doble hélice. Podríamos pensar que esta última sería siempre la pareja de la que se acaba de separar y con la que, por supuesto, estaba perfectamente emparejada. De hecho, podría ser, pero normalmente no es así de fácil. Los fragmentos de ADN encontrarán otros fragmentos con los que se pueden emparejar, y lo normal es que no sean exactamente iguales que las parejas originales. De hecho, si añadimos fragmentos separados de ADN de otra especie, los fragmentos de las cadenas simples pueden unirse a fragmentos de ADN de la especie equivocada, de igual manera que se unirán a cadenas simples de la especie adecuada.
¿Por qué no iban a hacerlo? Esta es la sorprendente conclusión de la revolución de la biología molecular llevada a cabo por Watson y Crick: que el ADN es sólo ADN. No “importa” si es ADN humano, ADN de chimpancé o ADN de manzana. Los fragmentos se emparejarán alegremente con fragmentos complementarios sonde quieran que los encuentren. Sin embargo, la fuerza de la unión no es siempre igual. Los fragmentos de una hebra de ADN se unen con más fuerza a fragmentos correspondientes que a cadenas menos similares. Esto ocurre porque la mayoría de las “letras” del ADN (las “bases” de Watson y Crick) encuentran compañeros opuestos con los que no se pueden emparejar. La unión de estas cadenas está, en consecuencia, debilitada –como una cremallera a la que le falta un diente-.
¿Cómo podemos medir esta fuerza del enlace una vez que se han encontrado y unido fragmentos de especies diferentes? Mediante un método sorprendentemente sencillo. Medimos el “punto de fusión” de las uniones. Recuerde que dije que el punto de fusión del ADN de doble cadena es de 85º C. Esto es siempre cierto en el ADN de doble cadena adecuadamente emparejado, como cuando una cadena de ADN humano se “funde” separándose de su cadena complementaria de ADN humano. Pero cuando el enlace es más débil –como cuando una cadena humana se une a una cadena de chimpancé-, es suficiente una temperatura ligeramente inferior para romper el enlace. Y cuando el ADN humano se ha unido a ADN de un pariente más lejano, como un pez o un sapo, basta una temperatura aún menor para separarlos. La diferencia entre el “punto de fusión” cuando una cadena está unida a otra de su propia clase y el “punto de fusión” cuando está unida a una cadena de otra especie es nuestra medida de distancia genética entre dos especies.
Como regla general, cada decremento de 1º C en el “punto de fusión” es aproximadamente equivalente a una caída de 1% en el número de letras de ADN emparejadas (o un incremento de un 1% en el número de dientes que faltan en la cremallera)
Hay dificultades con el método en las que no he entrado, y problemas complicados que tienen soluciones ingeniosas. Por ejemplo, si mezclamos ADN humano con ADN de chimpancé, la mayor parte del ADN humano fragmentado se unirá con otros fragmentos humanos, y la mayoría del ADN del chimpancé se unirá al de su propia clase.
¿Cómo se separa el ADN híbrido, cuyo “punto de fusión” es lo que realmente queremos medir, del ADN de la “misma clase”? La respuesta se obtiene mediante
Un truco ingenioso que implica el etiquetado radiactivo. Pero los detalles nos desviarían mucho de nuestro camino. El asunto principal es que la hibridación del ADN es la técnica que lleva a los científicos a barajar cifras como el 98% de similitud genética entre humanos y chimpancés, y proporciona porcentajes predeciblemente inferiores a medida que nos movemos hacia pares de animales con un parentesco más alejado.
***Si te pareció interesante este post, no olvides pasarlo a tus contactos de tweeter y facebook utilizando los botones de arriba***
No hay comentarios:
Publicar un comentario